PCB问题 用2D的X-Ray实例演练检查BGA空焊问题

这是一张MCU的BGA经过Reflow以后失效的X-Ray照片，因为苦主说这颗BGA无法作动，但是只要用手压在MCU的上面就可以恢复正常运作。 因为我并没有实际看到不良的产品，所以只能凭照片来推断，只是从苦主的整体描述看来，这应该是典型的BGA空焊问题，看倌门是否可以从上面的X-Ray照片中看出锡球有何问题呢？

检查这种BGA锡球2D的X-Ray照片，原则上就是在检查其BGA球形的大小及形状，如果有发现过大或过小的锡球或是呈现出不规则圆形的锡球，就可能是有问题的焊点，强烈建议一定要有对照组，也就是要有一个良品与一个不良品BGA的X-Ray照片，这样比较能够判断BGA的球形是否真的没有问题。

不过还是必须郑重说明一下，2D的X-Ray还是无法完全判断出BGA焊锡问题，比如说锡球大小差异不大的HIP一般还是无法由2D的X-Ray检查出来，建议还是要有2.5D这种可以倾斜角度的X-Ray，或是5DX的X-Ray扫描才比较能看出BGA吃锡的详细状况。

下面这张X-Ray照片来自同一批电路板组装的样品，老实说这片PCBA板子也是失效板，但是焊接的问题相对比较轻微。 建议您以这张X-Ray当良品，并拿它来比较文章最上面的第一张X-Ray图片，看看你能找出多少个有问题的锡球焊点？

以这块板子的设计来说，所有Via-in-pad都有做填孔镀铜的作业，所以原则上并不存在导通孔偷锡造成少锡的问题。 另外锡球的气泡问题也还好，并没有看到有什么特别大的气泡。

所以唯一的问题应该就是锡膏印刷量、锡膏印刷精确度、Reflow温度曲线、防焊是否偏移以及有否板弯板翘造成HIP(枕头效应)的问题。
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个人以为，锡膏量及其印刷精度可能是造成这片板子BGA失效的重要原因，观察失效BGA的X-Ray照片，可以发现许多直径变大的锡球旁边，总伴随着直径变得特别小的锡球，这意味着，在融锡的过程中直径变大的锡球把锡膏从直径比较小的锡球抢了过去，所以才造成有些锡球显得特别大，有些锡球则显得特别小，可以比对良品板， 来确认相对位置的锡球大小是否一致。

另外，在BGA四个角落的锡球似乎有变形的现象发生，这有可能是融锡时相邻锡球互相拉扯锡膏，或是底下防焊印刷偏移造成焊垫未能呈现出该有的圆形，亦或是HIP所造成的锡球扭曲现象有关。

▼左上角的X-Ray照片。

▼右上角的X-Ray照片。

▼左下角的X-Ray照片。

▼右下角的X-Ray照片。